Хабр Курсы для всех
РЕКЛАМА
Практикум, Хекслет, SkyPro, авторские курсы — собрали всех и попросили скидки. Осталось выбрать!
Хабр доступен 24/7 благодаря поддержке друзей
Комментарии 65
Стоит добавить, что фазовые и дифференциально-фазовые манипуляции могут кодировать не только 0 и 1, а, теоретически, любое количество дискретных значений, пока оборудование может различать соответствующие им фазовые сдвиги.
основное применение все же 0 и 1.
И в качестве понимания проще.
И в качестве понимания проще.
с точностью до наоборот.
но возможно я еще живу военной радиотехникой, там все более консервативно.
Главное, чтоб принцип был понятен.
Главное, чтоб принцип был понятен.
Тогда не понятен вот этот тезис про ФМн
В военке как раз таки часто, в радиолокации, радионавигации, дальней/скрытной связи на базе широкополосных сигналов. Короче везде где используется оптимальная фильтрация и корреляционный критерий.
В чистом виде этот вид модуляции почти не применяется
В военке как раз таки часто, в радиолокации, радионавигации, дальней/скрытной связи на базе широкополосных сигналов. Короче везде где используется оптимальная фильтрация и корреляционный критерий.
за 10 лет в войсках связи, на практике применения не видел
Тем более что сигнальное созведие ФМ-4 этот тот же КАМ-4, который везде и повсюду.
ФМн хорошо коррелируется, но у такого сигнала, применительно к радиолокации, есть и недостаток ведь. Энергетика меньше. Тут больше ЛЧМ подходит.
Про радионавигацию и связь ничего не говорю.
Про радионавигацию и связь ничего не говорю.
Многопозиционной (то есть кодировать не 0 и 1, а большее кол-во дискретных значений) может быть и и частотная манипуляция и фазовая и амплитудная. Собственно КАМ модуляция начинается от 4 позиций и выше. Доходит 64 дискретных уровней.
Какая-то совсем непонятная фраза:
В широкополосной — девиация в несколько раз больше частоты несущей до 75 КГц.
Несущая частота нашего радио 101.7 МГц, девиация при этом 75 КГц, что явно не больше в несколько раз несущей.
А по поводу частотной и фазовой модуляции можно сказать, что все это подвиды угловой модуляции. И по большому счету чистая ЧМ редко где используется. Перед тем как подать сигнал на модулятор, его пропускают через фильтры пред-коррекции (pre emphasis), а на приемной стороне наоборот, через фильтр пост-коррекции (de emphasis). Фильтр ВЧ это дифференциатор. В случае с ЧМ, частота передаваемого сигнала пропорциональна амплитуде модулирующего сигнала, а в случае ФМ — амплитуде производной модулирующего сигнала.
В широкополосной — девиация в несколько раз больше частоты несущей до 75 КГц.
Несущая частота нашего радио 101.7 МГц, девиация при этом 75 КГц, что явно не больше в несколько раз несущей.
А по поводу частотной и фазовой модуляции можно сказать, что все это подвиды угловой модуляции. И по большому счету чистая ЧМ редко где используется. Перед тем как подать сигнал на модулятор, его пропускают через фильтры пред-коррекции (pre emphasis), а на приемной стороне наоборот, через фильтр пост-коррекции (de emphasis). Фильтр ВЧ это дифференциатор. В случае с ЧМ, частота передаваемого сигнала пропорциональна амплитуде модулирующего сигнала, а в случае ФМ — амплитуде производной модулирующего сигнала.
Из спектра можно видеть, почти полное отсутствие несущей, что указывают на высокую энергоэффективность.
В чистом виде этот вид модуляции почти не применяется, из-за того, что ошибка в одном символе, может привести к некорректному приему всех последующих.
А откуда такие данные, позвольте полюбопытствовать?
Картинка вашего Фазоманипулированого сигнала, будет с точностью до пикселя соответствовать картинке АМ сигнала с модулируещей последовательностью 1 -1 1 и глубиной модуляции 1 (100%). А как мы знаем у АМ несущая не подавлена. И расположение минимумов и максимумов на АЧС будет кардинально противоположным.
Нифига не понятно про АМ.
«Частота и фаза несущего колебания при этом не меняется.»
На кртинке я вижу тоже только одну частоту.
Откуда берутся боковые полоосы в спектре?
Как вообще выглядит сигнал?
«Частота и фаза несущего колебания при этом не меняется.»
На кртинке я вижу тоже только одну частоту.
Откуда берутся боковые полоосы в спектре?
Как вообще выглядит сигнал?
Автор не упомянул спектральное свойство АМ модуляции, а именно она переносит спектр сигнала на частоту несущей. Как мы знаем спектр синусоиды — это палка на частоте синусоиды симметрично отстоящая от нуля в обе стороны. Если этот спектр перенести на несущую, получим то что вы видели на картинке.
Вероятно, я пропустил какие-то уроки физики.
По моим представлениям спектр синусоиды — это одна палка на частоте синуоиды.
Палка отстоящая от нуля симметрично будет означать отрицательную частоту не имеющую физического смысла.
По моим представлениям спектр синусоиды — это одна палка на частоте синуоиды.
Палка отстоящая от нуля симметрично будет означать отрицательную частоту не имеющую физического смысла.
Речь шла о математическом спектре, извините не уточнил.
Математический спектр — это спектр по Фурье, отличается от физического симметричным хвостом в области отрицательных частот и вдвое меньшей амплитудой.
Математический спектр — это спектр по Фурье, отличается от физического симметричным хвостом в области отрицательных частот и вдвое меньшей амплитудой.
Однако ж Отрицательная частота
Это свойство любой модуляции вообще. Перенос на несущую частоту.
Картинки для фазовой и диф-фазовой - цифровая модуляция, а не аналоговая как заявлено, т.к. модулирующий сигнал цифровой. А в классике вообще дифференциально-фазовая чаще называется относительной фазовой модуляцией (ОФМ). «Дифференциальная» чаще применяется к ДИКМ(Диференциально Импульсно Кодовая Модуляция), так как там это более уместно точки зрения понимания самой системы (кодирование прироста уровней квантования).
И еще немного занудства. АМ с одной боковой полосой очень даже хорошо прижился в аппаратуре уплотнения для проводных линий связи.
И еще немного занудства. АМ с одной боковой полосой очень даже хорошо прижился в аппаратуре уплотнения для проводных линий связи.
там все равно есть пилот сигнал на частоте несущей, иначе не настроиться приемником.
«фаза меняется не при каждом изменении значения модулирующего импульса, а при изменении разности»
на картинке:
0|0 разница 0 фаза не меняется
0|1 разница +1 фаза меняется
1|0 разница -1 фаза не меняется
1|1 разница 0 фаза меняется
о каком изменении разницы вообще речь?
на картинке:
0|0 разница 0 фаза не меняется
0|1 разница +1 фаза меняется
1|0 разница -1 фаза не меняется
1|1 разница 0 фаза меняется
о каком изменении разницы вообще речь?
Недостаток данной модуляции в том, что ошибка в одном символе, может привести к некорректному приему всех последующих.
Не понятно почему это так. Приведите пример пожалуйста.
Не приведено такое важное понятие, касающееся ФМн, как «обратная работа».
Сразу пример, чтобы проще пояснить.
У вас принят код «0» — 0градусов, «1» — 180 градусов. И Вы, собственно, передаете последовательность сигнальных интервалов с такой фазой. Излучаете это в канал связи (атмосферу например) и в нем ваш сигнал будет иметь фазовый сдвиг ( переотражения, метео-явления и так далее). Если этот эффект даст сдвиг больше, чем на 90 градусов, то Ваш «0» по заложенному коду будет трактоваться как «1», и наоборот. В итоге Вы имеете абсолютно неверную последовательность.
Относительная ФМн позволяет этого избежать. Естественно используя хитрость.
При ОФМн кодируется не абсолютная величина начальной фазы на сигнальном интервале, а её изменение.
Например задается код. «0»- не менять фазу, «1» — повернуть фазу на 180 градусов.
Тут также при обратной работе будет возникать систематическая ошибка.
Делается следующее. Передается «коррекционный бит». Например условлено, что первый сигнальный интервал не информативен, а сообщение начинается со второго. Получается, что если второй бит «0» — фаза сохранится, если «1» — фаза повернется на 180 градусов относительно коррекционного бита. Всё обратная работа устранена.
Сразу пример, чтобы проще пояснить.
У вас принят код «0» — 0градусов, «1» — 180 градусов. И Вы, собственно, передаете последовательность сигнальных интервалов с такой фазой. Излучаете это в канал связи (атмосферу например) и в нем ваш сигнал будет иметь фазовый сдвиг ( переотражения, метео-явления и так далее). Если этот эффект даст сдвиг больше, чем на 90 градусов, то Ваш «0» по заложенному коду будет трактоваться как «1», и наоборот. В итоге Вы имеете абсолютно неверную последовательность.
Относительная ФМн позволяет этого избежать. Естественно используя хитрость.
При ОФМн кодируется не абсолютная величина начальной фазы на сигнальном интервале, а её изменение.
Например задается код. «0»- не менять фазу, «1» — повернуть фазу на 180 градусов.
Тут также при обратной работе будет возникать систематическая ошибка.
Делается следующее. Передается «коррекционный бит». Например условлено, что первый сигнальный интервал не информативен, а сообщение начинается со второго. Получается, что если второй бит «0» — фаза сохранится, если «1» — фаза повернется на 180 градусов относительно коррекционного бита. Всё обратная работа устранена.
Вот теперь я понял. Но эту ситуацию можно исправить за счет протокола:
на сколько я знаю в ФМн сигнале также передаются корректирующие бит/биты, а вычисление фазы производится относительно опорного генератора в приемнике, синхронизированного по этим корректирующим битам. Но согласен это сложнее чем ОФМн.
на сколько я знаю в ФМн сигнале также передаются корректирующие бит/биты, а вычисление фазы производится относительно опорного генератора в приемнике, синхронизированного по этим корректирующим битам. Но согласен это сложнее чем ОФМн.
Еще, можно добавить, что на практике часто применяются дифференциальные модуляции с дополнительным сдвигом. То есть сигнальное созвездие вращается на каждом символе на дополнительный фиксированный угол. Например Pi/4 DQPSK, сделано это для того, что бы облегчить схемотехнику выходных каскадов, и снизить ток потребления, так как ликвидируется переход сигнала через 0, снижаются требования по линейности усиления выходного каскада. Максимальный угол перехода становится равным не 180 град., а 135 град.
Для плавного перехода от чистой теории к реальному применению, можно было бы описать кратко модуляции типа GMSK, QPSK, QAM16, QAM32, QAM64 на который сейчас де факто построена передача данных в мобильных сетях.
Вот ни черта не понял про несущую и боковые в AM
Сначало написанно что «этот коэффициент показывает, насколько сильно значение амплитуда несущего колебания в данный момент отклоняется от среднего значения»
а потом «Основная спектральная составляющая — несущая, не несет полезной информации»
Почему так? Я, честно говоря, думал что у несущей меняется аплетуда, и это изменения несущей потом на приёмнике преобразуется в информационный сигнал (например звук в AM радио).
А то в википедии также скупо и нифига не понято.
Сначало написанно что «этот коэффициент показывает, насколько сильно значение амплитуда несущего колебания в данный момент отклоняется от среднего значения»
а потом «Основная спектральная составляющая — несущая, не несет полезной информации»
Почему так? Я, честно говоря, думал что у несущей меняется аплетуда, и это изменения несущей потом на приёмнике преобразуется в информационный сигнал (например звук в AM радио).
А то в википедии также скупо и нифига не понято.
Похоже, эта статья для тех, кто уже и так в этом разбирается.
А остальным — википедить и мониторить coursera и edx.
А остальным — википедить и мониторить coursera и edx.
Всё зависит от той планки, которую Вы ставите перед собой. Если хотите оперировать терминами и знать определения, то достаточно чтения энциклопедий и «лёгких» топиков. Существует множество способов познания информации, об этом расскажет какой-нибудь источник по педагогике. Что касается моего мнения, то понимания можно достичь лишь обладая искренним интересом и немного трудолюбием, чтобы честно руками самому проверить все факты. Конечно же я имею в виду математические выкладки в данном случае. Как результат — станут очевидны отрицательные частоты в спектрах и прочие вопросы, поднятые в комментариях и статье.
Мне доставляет удовольствие, что существует такой цикл статей. Я вообще за любые инициативы по популяризации научного метода и знаний. Поэтому буду рад, если подобных статей будет много. Лишь бы регулятор на Хабре одобрял это начинание и было много интересующихся людей. Вдобавок я был удивлён, что во время Нобелевской недели ни одной темы не проскочило о премии, номинантах и темах исследований (зато все узнали про новые смартфоны).
P.S. Некогда писал статью на Хабре о OFDM, уровень её невысок, но примерно половина (возможно и более) статьи рассказывает для совсем начинающих о элементарных вещах: сигнал, спектр, модуляция… Возможно кому-то будет полезно: habrahabr.ru/post/129101/
Мне доставляет удовольствие, что существует такой цикл статей. Я вообще за любые инициативы по популяризации научного метода и знаний. Поэтому буду рад, если подобных статей будет много. Лишь бы регулятор на Хабре одобрял это начинание и было много интересующихся людей. Вдобавок я был удивлён, что во время Нобелевской недели ни одной темы не проскочило о премии, номинантах и темах исследований (зато все узнали про новые смартфоны).
P.S. Некогда писал статью на Хабре о OFDM, уровень её невысок, но примерно половина (возможно и более) статьи рассказывает для совсем начинающих о элементарных вещах: сигнал, спектр, модуляция… Возможно кому-то будет полезно: habrahabr.ru/post/129101/
Руками самому проверить всё я мог бы и без помощи статьи, а открыв википедию и продолжив ползать там по ссылкам.
Вот в вашей статье всё расписано по шагам и с отсылками к терминам, которые можно нагуглить и навикипедить, если что-то не до конца ясно из текста.
Тут же повествование: состосит из фрагментов, противоречащих друг другу в формулировках и никак несвязанных ни материалом статьи, ни терминами, ни ссылками.
(например: «частота не меняется» — «боковые частоты» — «несущая не несёт информации», или «фаза меняется при изменении разности» + картинка где фаза меняется хер знает как)
Тем, кто это и так знает, возможно, статья и доставит удовольствие и повод подискутировать в комментах.
Тем, кто не знает, она бесполезна, потомучто откуда тут всё выдрано и куда гуглить дальше не понятно.
А если гуглить с начала, то нагуглиться весь материал статьи и ещё больше.
Вот в вашей статье всё расписано по шагам и с отсылками к терминам, которые можно нагуглить и навикипедить, если что-то не до конца ясно из текста.
Тут же повествование: состосит из фрагментов, противоречащих друг другу в формулировках и никак несвязанных ни материалом статьи, ни терминами, ни ссылками.
(например: «частота не меняется» — «боковые частоты» — «несущая не несёт информации», или «фаза меняется при изменении разности» + картинка где фаза меняется хер знает как)
Тем, кто это и так знает, возможно, статья и доставит удовольствие и повод подискутировать в комментах.
Тем, кто не знает, она бесполезна, потомучто откуда тут всё выдрано и куда гуглить дальше не понятно.
А если гуглить с начала, то нагуглиться весь материал статьи и ещё больше.
Подстава в том, что такая статья не сильно полезнее простого перечня терминов из предметной области. Типа прочитал ключевые слова — иди, гугли, сам разбирайся… Это НЕ популяризаторство, это издевательство.
Да, не путайтесь, всё верно. Для простой амплитудной модуляции информационным сигналом является именно модулирующее колебание (закон изменения амплитуды несущей), а несущая на то и несущая что его переносит.
Центральная, высокая гармоника спектра — это именно несущая. И да, она не несет полезной информации. Боковые гармоники — это представление модулирующего колебания, они отстают на частоту модуляции.
Пример:
Моделирующее колебание — 10кГц, несущая — 1МГц.
в спектре 3 составляющие: несущая — 1МГц; 2 боковые 0.990МГц и 1,010МГц.
Чтобы выделить из сигнала информацию — нужно выделить именно эти 10кГц.
Конечно это просто пример, закон модуляции может быть не синусоидальный и не периодический.
Центральная, высокая гармоника спектра — это именно несущая. И да, она не несет полезной информации. Боковые гармоники — это представление модулирующего колебания, они отстают на частоту модуляции.
Пример:
Моделирующее колебание — 10кГц, несущая — 1МГц.
в спектре 3 составляющие: несущая — 1МГц; 2 боковые 0.990МГц и 1,010МГц.
Чтобы выделить из сигнала информацию — нужно выделить именно эти 10кГц.
Конечно это просто пример, закон модуляции может быть не синусоидальный и не периодический.
> Различают широкополосную и узкополосную ЧМ модуляцию.
> В широкополосной — девиация в несколько раз больше частоты несущей
Автор явно не понимает того что пишет
> В широкополосной — девиация в несколько раз больше частоты несущей
Автор явно не понимает того что пишет
Я вот пытаюсь понять, с какого момента Хабр стал хранилищем конспектов лекций и учебников? Давайте заодно выложим «Основы HTML» и «Базовые понятия TCP/IP», как будто в интернете мало информации на эту тему…
была придумана амплитудная модуляция с одной боковой полосой.
Но в чистом виде этот вид не прижился, т.к. в приемнике нужно синтезировать несущую с очень высокой точностью.
O_o а как весь мир тогда SSB пользуется?
Но в чистом виде этот вид не прижился, т.к. в приемнике нужно синтезировать несущую с очень высокой точностью.
O_o а как весь мир тогда SSB пользуется?
Не вижу тут никакого «на пальцах». Скопировано с учебника, причем, достаточно поверхностно. Если уж затронули спектр, объясняйте (тоже «на пальцах») что это такое.
Я не очень понимаю действий автора. Ну давайте на Хабр копировать учебники…
В отличие от двух предыдущих статей, эта статья сложновата. Было бы здорово, если бы она содержала меньше информации, но с большей детализацией и большим числом примеров.
И — никак не освещена тема, как работает приемник-передатчик при разных видах модуляции, на каких принципах, подробно. Если для амплитудной модуляции это еще можно понять (берем колебательный контур из катушки и конденсатора, колеблющийся с частотой несущей, и как-то там прикручиваем к усилителю и динамику), то от меня ускользает, как можно реализовать прием частотной модуляции. Было бы очень интересно почитать про это в понятной простой форме. Представтье, что ваш читатель — это современный человек, попавший на машине времени на 200 лет назад и желающий там построить приемник-передатчик. 99% людей, окончивших школу и даже институт, сейчас не смогут это сделать, а благодаря вашей серии статей — смогли бы, ваша миссия может быть в этом! :)
И — никак не освещена тема, как работает приемник-передатчик при разных видах модуляции, на каких принципах, подробно. Если для амплитудной модуляции это еще можно понять (берем колебательный контур из катушки и конденсатора, колеблющийся с частотой несущей, и как-то там прикручиваем к усилителю и динамику), то от меня ускользает, как можно реализовать прием частотной модуляции. Было бы очень интересно почитать про это в понятной простой форме. Представтье, что ваш читатель — это современный человек, попавший на машине времени на 200 лет назад и желающий там построить приемник-передатчик. 99% людей, окончивших школу и даже институт, сейчас не смогут это сделать, а благодаря вашей серии статей — смогли бы, ваша миссия может быть в этом! :)
Как в старом анекдоте. Преобразовываем в приемнике ЧМ в АМ и задача сводится к предыдущей :-) Это если совсем кратко.
При демодуляции ЧМ сигнала, его подают на колебательный контур, который настроен на центральную частоту ЧМ сигнала (на несущую, либо на ПЧ), а дальше, поскольку сигнал меняет частоту, то на колебательном контуре меняется амплитуда сигнала, согласно закону изменения частоты, то есть согласно закону изменения модулирующего сигнала — чистой воды АМ сигнал.
При демодуляции ЧМ сигнала, его подают на колебательный контур, который настроен на центральную частоту ЧМ сигнала (на несущую, либо на ПЧ), а дальше, поскольку сигнал меняет частоту, то на колебательном контуре меняется амплитуда сигнала, согласно закону изменения частоты, то есть согласно закону изменения модулирующего сигнала — чистой воды АМ сигнал.
Т.е. что же получается, приемник для АМ подойдет и для ЧМ без всяких изменений?
Касательно прием АМ на ЧМ приемнике:
Перед тем как ЧМ сигнал подать на контур и начать демодуляцию, его усиливают и пропускают через ограничитель, убирая тем самым так называемую паразитную АМ. Поэтом, на ЧМ приемнике можно принять АМ, но с сильными хрипами и шумами. Голос в принципе разобрать можно, если прислушаться. Это погрешность работы ограничителя. Если ограничитель идеальный, то принять АМ на ЧМ приемнике не получится.
Прием ЧМ на АМ:
Возможен, с тем лишь ограничением, что полосы АМ сигнала чаще всего уже ЧМ сигнала, то есть качество приема будет лучше, чем при «АМ на ЧМ», но все равно будут сильные искажения, хорошо слышимые на слух.
Перед тем как ЧМ сигнал подать на контур и начать демодуляцию, его усиливают и пропускают через ограничитель, убирая тем самым так называемую паразитную АМ. Поэтом, на ЧМ приемнике можно принять АМ, но с сильными хрипами и шумами. Голос в принципе разобрать можно, если прислушаться. Это погрешность работы ограничителя. Если ограничитель идеальный, то принять АМ на ЧМ приемнике не получится.
Прием ЧМ на АМ:
Возможен, с тем лишь ограничением, что полосы АМ сигнала чаще всего уже ЧМ сигнала, то есть качество приема будет лучше, чем при «АМ на ЧМ», но все равно будут сильные искажения, хорошо слышимые на слух.
Да, и по поводу отстройки, автор ниже верно написал, что для приема ЧМ на АМ, необходимо настроить АМ приемник чуть в сторону от частоты несущей.
Так как характеристика контура нелинейна, это создает определенные трудности и искажения в методе описанном выше. По-этому, для приема ЧМ сигнала используется два колебательных контура отстроенных таким образом, чтобы их ниспадающие части характеристики образовывали прямую, также характеристика одного из контуров инвертируется. Приемник в такой ситуации настраивается на центр линейного участка. Кроме того предпринимаются меры по подавлению паразитной АМ в сигналах с ЧМ, чтобы дополнительно снизить искажения.
Этот метод носит название дифференциальное детектирование. Вот ссылка на источник
Этот метод носит название дифференциальное детектирование. Вот ссылка на источник
> Если для амплитудной модуляции это еще можно понять (берем колебательный контур из катушки и конденсатора, колеблющийся с частотой несущей, и как-то там прикручиваем к усилителю и динамику), то от меня ускользает, как можно реализовать прием частотной модуляции
В простейшем случае — той же самой схемой: отстраиваемся немного от станции в сторону и получаем амплитудную модуляцию частотно модулированного сигнала
В простейшем случае — той же самой схемой: отстраиваемся немного от станции в сторону и получаем амплитудную модуляцию частотно модулированного сигнала
Большое спасибо за интересную серию статей.
Не подскажете книгу или несколько хороших книг по этой теме?
Не подскажете книгу или несколько хороших книг по этой теме?
Зарегистрируйтесь на Хабре, чтобы оставить комментарий
Теория радиоволн: аналоговая модуляция